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应用钻头与地层相互作用模型优化防斜钻具组合设计
西部探矿工程
2006 年增刊 2006
W EST - C H IN A EXPL ORA TION EN GIN EER IN G
文章编号 :1004 —57 16 (2006) 增刊 —0 182 —03 中图分类号 :P634 . 4 文献标识码 :B
应用钻头与地层相互作用模型优化防斜钻具组合设计
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李晓峰 ,史玉才 ,苑燕燕 ,武春芳
( 1. 中原油田钻井三公司 ,河南 濮阳 475300 ; 2 . 中国石油大学 华东 石油工程学院 , 山东 东营 25706 1 ;
3 . 胜利油田孤东采油厂 ,山东 东营 25723 1)
摘 要 :应用钻头与地层相互作用模型 ,综合考虑钻头和地层各向异性 、钻头侧向力及钻头转角对井斜的影响 ,提出了
( )
“井斜趋势角”概念 。针对各向同性地层 ,推导了简单实用的“井斜趋势角”计算公式 。分析表明: 1 进行防斜钻具设计 、
优选钻井参数时 ,综合考虑上述诸因素对井斜的影响是十分必要的; (2) 与“钻头侧向力最大”或“钻头转角最小”等单一
( )
指标相比 ,“井斜趋势角”指标考虑因素更全面 、设计 或评价 结果更可靠 。
关键词 :防斜 ;钻头 ;地层 ;钻具组合 ;优化指标
( )
1 概述 方向 切向 ,y 轴指向井眼高边 。钻压 Fb 始终沿 z 轴正方向 ,钻
在石油钻井中 ,钻头的运动轨迹不仅取决于钻头的力学特 头侧向力 Nb 沿 y 轴方向。Nb 指向井眼高边时为“+ ”,称为“纠
性 ,也与钻头和地层的各向异性有很大关系[ 1] 。然而 , 目前在进 斜力”;Nb 指向井眼低边时为“- ”,称为“增斜力”。
行防斜钻具组合设计 、优选钻井参数时 ,通常以“钻头侧向力最 (2) 局部坐标系 y′o ′z′, 以钻头底面中心为原点 ,z′轴沿钻头
( ) ( )
大”比如钟摆钻具 ,或“钻头转角最小”比如满眼钻具 为指标 , 轴线方向 ,y′轴指向钻头侧向。钻头转角 Ab 位于井眼轴线上方
既未考虑钻头和地层的各向钻井异性 ,还孤立地看待了钻头侧
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